CN101650022B - 一种汽轮机级间回热加热器跨级连接系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，采用抽汽加热给水的回热系统为充分发挥回热效应，减少冷源损失，提高机组的热经济性，设置汽轮机级间加热器，通过蒸汽喷射器完成跨级利用汽轮机低压回热抽汽，加热锅炉给水和主凝结水的任务。由于级间加热器连接方式的改变，主机回热循环的热力学完善性进一步提高，直接提高了主机回热系统的热经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种热能工程中火力发电厂汽轮机回热系统，特别涉及一种汽轮机级间回热加热器跨级连接系统。
背景技术
探索和开发火力发电机组节能减排的技术措施意义重大。以一座1200MW电厂(2×600MW机组)为例，每天需要消耗近万吨煤，若该厂供电标准煤耗率降低1g/kW·h，按机组年均运行时间5000小时计，全年即可节约标准煤6000吨，若按同比标煤价格500元计算，仅燃料费用一项，每年可节约三百万元以上，同时还可减少大量的温室气体(CO2)及污染物(SOx、NOx、Hg、粉尘等)的排放。
目前发电企业面对金融危机、煤价上涨和利用小时下降等问题，更需要提高运行热经济性，完善热力系统，挖掘节能潜力，降低发电成本。
发明内容
本发明是针对火力发电机组需要节能减排的问题，提出了一种汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，通过设置汽轮机级间加热器，并由蒸汽喷射器完成跨级利用汽轮机低压回热抽汽，加热锅炉给水和主凝结水的任务。
采用抽汽加热给水的回热系统可以减少冷源损失，提高机组的热经济性，其原理是利用汽轮机中作过功的部分蒸汽，从一些中间级抽出来导入回热加热器，加热锅炉给水和主凝结水，不再进入凝汽器。这部分的抽汽的热焓就被充分利用了，而不被冷却带走，另外采用回热加热系统，由于提高了给水温度，可以减少锅炉受热面因传热温差过大而产生的热应力，从而提高了设备的可靠性。
本发明的技术方案为：一种汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，系统包括锅炉、汽轮机汽缸、发电机、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、高压加热器、蒸汽喷射器、疏水隔离阀，锅炉产生一次蒸汽进入汽轮机第一汽缸作功，第一汽缸排汽经锅炉再热以后的二次蒸汽进入汽轮机第二汽缸作功，作功以后进入凝汽器，完成热能与机械能的转换，汽轮机与发电机进行机械能与电能的转换，所述汽轮机排汽的凝结水由凝结水泵升压后，依次进入第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器吸收热量，而后进入除氧器除氧，除氧水箱给水升压后依次送往第一高压加热器、第二高压加热器以及末级高压加热器吸收热量，最后回到锅炉内；第二高压加热器和除氧器高压汽源来自于汽轮机第一汽缸，第二高压加热器疏水回流入除氧器，第一、第二低压加热器低压汽源来自于汽轮机第二汽缸，第二低压加热器疏水回流入第一低压加热器，第一低压加热器疏水回流入凝汽器；第一蒸汽喷射器高压汽源来自于锅炉新蒸汽，低压汽源来自于第二低压加热器抽汽，第一蒸汽喷射器中的混合蒸汽进入末级高压加热器对给水进行加热后，经过第一疏水隔离阀进入除氧器加热给水；第二蒸汽喷射器高压汽源来自于第二高压加热器抽汽，低压汽源来自于第二低压加热器抽汽，第二蒸汽喷射器中混合蒸汽进入第一高压加热器对给水进行加热后，经第二疏水隔离阀逐级自流至除氧器；第三蒸汽喷射器高压汽源来自于除氧器抽汽，低压汽源来自于第一低压加热器抽汽，第三蒸汽喷射器中混合蒸汽进入第三高低压加热器对给水进行加热后，经第三疏水隔离阀逐级自流至第二低压加热器。
所述第一蒸汽喷射器高压汽源和低压汽源输入端分别装有隔离阀；第二蒸汽喷射器高压汽源和低压汽源输入端分别装有隔离阀；第三蒸汽喷射器高压汽源和低压汽源输入端分别装有隔离阀。
所述末级高压加热器水源输入输出口分别接加热器隔离阀后，并联接两个旁路阀；所述第一高压加热器水源输入输出口分别接加热器隔离阀后，并联接两个旁路阀；所述第三低压加热器水源输入输出口分别接加热器隔离阀后，并联接两个旁路阀。
所述锅炉的蒸汽输出口有逆止阀，汽轮机第一汽缸两个高压蒸汽输出口分别有逆止阀，汽轮机第二汽缸两个低压蒸汽输出口分别有逆止阀。
所述的蒸汽喷射器与对应连接的回热加热器为一体的型式。
本发明的有益效果在于：本发明汽轮机级间加热器跨级连接系统，在获得净增发电出力的同时，由于连接方式的改变，主机回热循环的热力学完善性提高，直接改善主机回热系统热经济性。该火电机组的循环工质仍汇入回热循环，不增加主机系统补充水量的任务。
附图说明
图1为本发明汽轮机级间加热器跨级连接系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示汽轮机级间加热器跨级连接系统结构示意图，系统包括锅炉1，汽轮机汽缸2、3，发电机4，凝汽器5，凝结水泵6，低压加热器7、8、9，除氧器10，高压加热器11、12、13，蒸汽喷射器14、15、16，隔离阀17、18、24、25、31、32，疏水隔离阀为19、26、33，旁路阀为20、21、27、28、34、35，加热器隔离阀22、23、29、30、36、37，逆止阀38、39、40、41、42。
一个火电机组的蒸汽一次中间再热的锅炉1，产生一次蒸汽进入汽轮机汽缸2作功，高压缸排汽经锅炉再热以后的二次蒸汽进入汽轮机汽缸3作功，作功以后进入凝汽器5，完成热能与机械能的转换，然后由发电机4完成机械能与电能的转换。汽轮机排汽的凝结水由凝结水泵6升压后，依次进入低压加热器7、低压加热器8、低压加热器9吸收热量，而后进入除氧器10除氧，除氧水箱给水升压后依次送往高压加热器11、高压加热器12以及末级高压加热器13吸收热量，最后经锅炉给水操作台进入锅炉1，完成工质循环。
从图1中可以看出，来自汽轮机的各级抽汽分别进入相应的各级高、低压加热器放热并凝结成疏水。
蒸汽喷射器14高压汽源来自于新蒸汽，低压汽源来自于低压加热器8抽汽，混合蒸汽参数高于高压加热器12进汽参数，混合蒸汽进入高压加热器13对给水进行加热，而13排汽经过疏水隔离阀19进入除氧器加热给水，如此提高回热系统的终端出水温度。
蒸汽喷射器15高压汽源来自于高压加热器12抽汽，低压汽源来自于低压加热器8抽汽，混合蒸汽参数介于高压加热器12和除氧器10进汽参数之间，混合蒸汽进入高压加热器11对给水进行加热，11经疏水隔离阀26逐级自流至除氧器10，如此提高回热系统给水的平均吸热温度。
蒸汽喷射器16高压汽源来自于除氧器10抽汽，低压汽源来自于低压加热器7抽汽，经混合后的低压加热器9进汽蒸汽参数介于除氧器10和低压加热器8之间进汽参数之间，9经疏水隔离阀33逐级自流至低压加热器8，如此也提高了回热系统给水的平均吸热温度。
根据图1所示装置还装有隔离阀阀，以蒸汽喷射器14、加热器13为例，蒸汽喷射器14汽源端有隔离阀17、18，加热器13疏水隔离阀为19，加热器13的旁路阀为20、21，加热器隔离阀22、23，以便于运行时灵活切换。高压加热器13水侧有自动保护旁路系统，出现情况时利用加热器隔离阀22、23切断高压加热器的供水，同时打开旁路阀旁路实现不间断地供水。
为了防止机组突然甩负荷时，汽轮机内压力突然降低，各加热器或抽汽管道中的蒸汽倒流进入汽轮机引起超速；以及防止加热器管系泄漏时，水从抽汽管道进入汽轮机内发生水冲击事故，在汽轮机抽汽管道上均装有能够快速关闭的逆止阀，也即加热器的汽侧保护。
系统将火电机组回热循环和汽轮机级间加热器跨级连接方法和系统联合起来，形成新型的连接方式。在除氧器至锅炉省煤器之间的给水系统的各高压加热器的级间设置加热器、和在凝汽器至除氧器之间的凝结水系统的各低压加热器的级间设置加热器、以及相应的蒸汽喷射器和附件组成新的汽轮机热力系统。
所述的级间加热器的汽源来自相应蒸汽喷射器出口的混合蒸汽，蒸汽喷射器的驱动蒸汽汽源来自于新蒸汽或某级间上游的回热抽汽，被引射蒸汽来自于该级间更低一级的汽轮机回热抽汽或者指定的某级低压抽汽。
所述的级间回热加热器的疏水采用逐级自流方式。锅炉省煤器与高压加热器之间的级间回热加热器的排汽(疏水)采用跨级连接至下游回热加热器(或除氧器)。
所有级间回热加热器采用可切换方式接入汽轮机回热系统，蒸汽喷射器的汽侧设置隔离阀、级间回热加热器疏水(排汽)侧设置隔离阀、给水(凝结水)侧为小旁路连接方式。蒸汽喷射器的汽源均接自相应回热抽汽管道逆止阀的下游。省煤器与高压加热器之间的级间蒸汽喷射器的汽源管路上加装逆止阀。
所述的蒸汽喷射器与级间回热加热器包括两者成为一体的型式，及其与原回热系统加热器进行组合的紧凑型加热器组。
所述的汽轮机级间加热器跨级连接方法与系统在获得净增发电出力的同时，由于连接方式的改变，主机回热循环的热力学完善性提高，直接改善主机回热系统热经济性。该火电机组的循环工质仍汇入回热循环，不增加主机系统补充水量的任务。
Claims (5)
1.一种汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，系统包括锅炉(1)、汽轮机第一汽缸(2)、汽轮机第二汽缸(3)、发电机(4)、凝汽器(5)、凝结水泵(6)、除氧器(10)、第一蒸汽喷射器(14)、第二蒸汽喷射器(15)、第三蒸汽喷射器(16)、第一疏水隔离阀(19)、第二疏水隔离阀(26)、第三疏水隔离阀(33)和包括低压加热器和高压加热器的回热加热器，所述的低压加热器包括第一低压加热器(7)、第二低压加热器(8)和第三低压加热器(9)，所述的高压加热器包括第一高压加热器(11)、第二高压加热器(12)和末级高压加热器(13)，锅炉(1)产生一次蒸汽进入汽轮机第一汽缸(2)作功，汽轮机第一汽缸(2)排汽经锅炉再热以后的二次蒸汽进入汽轮机第二汽缸(3)作功，作功以后进入凝汽器(5)，完成热能与机械能的转换，汽轮机与发电机(4)进行机械能与电能的转换，其特征在于，所述汽轮机排汽的凝结水由凝结水泵(6)升压后，依次进入第一低压加热器(7)、第二低压加热器(8)、第三低压加热器(9)吸收热量，而后进入除氧器(10)除氧，除氧水箱给水升压后依次送往第一高压加热器(11)、第二高压加热器(12)以及末级高压加热器(13)吸收热量，最后回到锅炉(1)内；第二高压加热器(12)和除氧器(10)高压汽源来自于汽轮机第一汽缸(2)，第二高压加热器(12)疏水回流入除氧器(10)，第一、第二低压加热器(7、8)低压汽源来自于汽轮机第二汽缸(3)，第二低压加热器(8)疏水回流入第一低压加热器(7)，第一低压加热器(7)疏水回流入凝汽器(5)；第一蒸汽喷射器(14)高压汽源来自于锅炉(1)新蒸汽，低压汽源来自于中间再热以后的第一级抽气的第二低压加热器(8)抽汽，第一蒸汽喷射器(14)中的混合蒸汽进入末级高压加热器(13)对给水进行加热后，经过第一疏水隔离阀(19)进入除氧器(10)加热给水；第二蒸汽喷射器(15)高压汽源来自于第二高压加热器(12)抽汽，低压汽源来自于第二低压加热器(8)抽汽，第二蒸汽喷射器(15)中混合蒸汽进入第一高压加热器(11)对给水进行加热后，经第二疏水隔离阀(26)逐级自流至除氧器(10)；第三蒸汽喷射器(16)高压汽源来自于除氧器(10)抽汽，低压汽源来自于第一低压加热器(7)抽汽，第三蒸汽喷射器(16)中混合蒸汽进入第三低压加热器(9)对给水进行加热后，经第三疏水隔离阀(33)逐级自流至第二低压加热器(8)。
2.根据权利要求1所述的汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，其特征在于，所述第一蒸汽喷射器(14)高压汽源和低压汽源输入端分别装有隔离阀(17、18)；第二蒸汽喷射器(15)高压汽源和低压汽源输入端分别装有隔离阀(24、25)；第三蒸汽喷射器(16)高压汽源和低压汽源输入端分别装有隔离阀(31、32)。
3.根据权利要求1所述的汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，其特征在于，所述末级高压加热器(13)给水输入输出口分别接加热器隔离阀(22、23)后，并联接两个旁路阀(20、21)；所述第一高压加热器(11)给水输入输出口分别接加热器隔离阀(29、30)后，并联接两个旁路阀(27、28)；所述第三低压加热器(9)凝结水输入输出口分别接加热器隔离阀(36、37)后，并联接两个旁路阀(34、35)。
4.根据权利要求1所述的汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，其特征在于，所述锅炉(1)的蒸汽输出口有逆止阀(38)，汽轮机第一汽缸(2)两个高压蒸汽输出口分别有逆止阀(39、40)，汽轮机第二汽缸(3)两个低压蒸汽输出口分别有逆止阀(41、42)。
5.根据权利要求1所述的汽轮机级间回热加热器跨级连接系统，其特征在于，每一个所述的蒸汽喷射器与对应连接的回热加热器为一体的型式。
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- 2009-08-21 CN CN2009101944141A patent/CN101650022B/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN102537935A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 西安交通大学 | 一种采用喷射式热泵的回热系统 |
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| CN103335301A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-10-02 | 西安交通大学 | 一种火电机组低负荷给水加热系统 |
| CN103335301B (zh) * | 2013-05-17 | 2014-11-05 | 西安交通大学 | 一种火电机组低负荷给水加热系统 |
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